第三章網(wǎng)絡體系結構

ComputerNetworks

計算機網(wǎng)絡第三章網(wǎng)絡體系結構2023/1/141浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系主要內(nèi)容標準化組織1網(wǎng)絡體系結構的基本概念2OSI參考模型3TCP/IP參考模型42023/1/142浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.1標準化組織兩個重要的概念“分層”：兩個實體要實現(xiàn)通信，要有一條傳輸數(shù)據(jù)的通路，其次還要有一些互相遵守的協(xié)議。即通信的兩個計算機系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)才行，而這種“協(xié)調(diào)”是相當復雜的?！胺謱印笨蓪嫶蠖鴱碗s的問題轉化為比較容易處理和研究的若干較小的局部問題。2023/1/143浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.1標準化組織兩個重要的概念2.“開放”：國際標準化組織ISO于1977年提出開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM，它為連接分布式應用處理的“開放”系統(tǒng)提供了基礎?！伴_放”是指：只要遵循OSI/RM標準，一個系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的也遵循同一標準的其他任何系統(tǒng)進行通信。2023/1/144浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.2網(wǎng)絡體系結構的基本概念實體：任何能完成某一特定功能的進程或程序都可以稱為一個邏輯“實體”。系統(tǒng)：包含一個或多個實體，具有信息處理和通信功能的物理整體。層：是人們對復雜問題處理的基本方法。協(xié)議：在系統(tǒng)中兩實體間完成通信或服務所必須遵循的規(guī)則和約定的集合。2023/1/145浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.2網(wǎng)絡體系結構的基本概念計算機網(wǎng)絡是由多個互聯(lián)的節(jié)點組成，要做到在節(jié)點之間有條不紊地交換數(shù)據(jù)與控制信息。每個節(jié)點都必須遵守一些事先約定好地規(guī)則。這些規(guī)則明確地規(guī)定了所交換數(shù)據(jù)的格式和有關的同步等問題。這些為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、標準和約定被稱為網(wǎng)絡協(xié)議。計算機網(wǎng)絡層次結構模型與各層協(xié)議的集合定義為計算機網(wǎng)絡體系結構。網(wǎng)絡體系結構規(guī)定計算機網(wǎng)絡應設置哪幾層，每層應提供哪些功能的定義，至于功能如何實現(xiàn)，則不屬于網(wǎng)絡體系結構部分。2023/1/146浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.3OSI參考模型

應用層運輸層網(wǎng)絡層表示層會話層數(shù)據(jù)鏈路層物理層7654321OSI的體系結構好處：各層之間是獨立的。靈活性好。結構上可分割開。易于實現(xiàn)和維護。能促進標準化工作。層數(shù)多少要適當：若層數(shù)太少，就會使每一層的協(xié)議太復雜。層數(shù)太多又會在描述和綜合各層功能的系統(tǒng)工程任務時遇到較多的困難。2023/1/147浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.3.1物理層處于最低層，向下直接與物理傳輸介質相連接，向上相鄰且服務于數(shù)據(jù)鏈路層，實現(xiàn)設備之間連接的物理接口。主要任務描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：機械特性指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。電氣特性指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。規(guī)程特性指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。2023/1/148浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系具體的說，這一層的規(guī)程都與電路上傳輸?shù)脑急忍赜嘘P，它涉及到什么信號代表“1”，什么信號代表“0”；這一個比特持續(xù)多少時間；傳輸是雙向的還是單向的；一次通信中發(fā)送方和接收方如何應答；設備之間連接件的尺寸和接頭數(shù)，以及每根連線的用途等。2023/1/149浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系作用：通過一些數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，在不太可靠的物理鏈路上實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。主要功能包括：鏈路管理。實現(xiàn)對數(shù)據(jù)鏈路層連接的建立、維持和釋放。幀同步。在數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)的傳送單位是幀。提供數(shù)據(jù)的流量控制檢測和校正物理鏈路產(chǎn)生的差錯。區(qū)分數(shù)據(jù)和控制信息透明傳輸尋址介質訪問控制（MAC）

邏輯鏈路控制（LLC）

數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層2023/1/1410浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系MAC子層是數(shù)據(jù)鏈路層底部的一個子層，它確定網(wǎng)絡的邏輯拓撲是總線型還是環(huán)型，這一子層定義了數(shù)據(jù)幀傳輸協(xié)議，包括競爭、令牌傳遞、輪詢等方式。2023/1/1411浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系數(shù)據(jù)鏈路層像個數(shù)字管道常常在兩個對等的數(shù)據(jù)鏈路層之間畫出一個數(shù)字管道，而在這條數(shù)字管道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位是幀。結點結點幀幀2023/1/1412浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系數(shù)據(jù)鏈路層的簡單模型局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機

H1主機

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機

H1

向

H2

發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應用層運輸層網(wǎng)絡層物理層鏈路層應用層運輸層網(wǎng)絡層物理層鏈路層網(wǎng)絡層物理層鏈路層網(wǎng)絡層物理層鏈路層網(wǎng)絡層物理層R1R2R3H1H2從層次上來看數(shù)據(jù)的流動2023/1/1413浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系作用：實現(xiàn)網(wǎng)絡上任一節(jié)點的數(shù)據(jù)準確、無差錯地傳輸?shù)狡渌?jié)點。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是相鄰兩直接連接結點間的通信協(xié)議，它不能解決數(shù)據(jù)經(jīng)過通信子網(wǎng)中多個轉接點的通信問題，設置網(wǎng)絡層的目的就是要為報文分組以最佳路徑通過通信子網(wǎng)到達目的主機提供服務，而網(wǎng)絡用戶不必關心網(wǎng)絡的拓撲結構與所用的通信介質。主要動能包括：為傳輸層提供服務支持網(wǎng)絡連接的實現(xiàn)提供路徑選擇和中繼流量控制網(wǎng)絡連接的建立和管理

網(wǎng)絡層2023/1/1414浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系網(wǎng)絡層提供的服務面向連接服務(connection-oriented)（數(shù)據(jù)報服務）面向連接服務具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放這三個階段。無連接服務(connectionless)（虛電路服務）兩個實體之間的通信不需要先建立好連接。是一種不可靠的服務。這種服務常被描述為“盡最大努力交付”(besteffortdelivery)或“盡力而為”。2023/1/1415浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系

傳輸層的主要功能

傳輸層為應用進程之間提供端到端的邏輯通信（但網(wǎng)絡層是為主機之間提供邏輯通信）。傳輸層還要對收到的報文進行差錯檢測。傳輸層需要有兩種不同的運輸協(xié)議，即面向連接的TCP和無連接的UDP。

2023/1/1416浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系會話層的功能作用：當兩個應用進程進行相互通信時，希望有個作為第三者的進程能組織它們的通話，協(xié)調(diào)它們之間的數(shù)據(jù)流，會話層就是為了達到這個目的。主要功能：在兩個進程之間建立、組織和協(xié)調(diào)其交互，提供會話活動管理、交互管理和會話同步管理等功能，以達到協(xié)調(diào)會話過程，為表示層實體提供更好的服務目的。2023/1/1417浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系表示層的功能作用：主要解決兩個通信系統(tǒng)中交換信息的表示方法差異問題。主要功能：提供語法轉換功能，數(shù)據(jù)加密和解密、壓縮與還原等功能。2023/1/1418浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系應用層的功能應用層是最終用戶通過應用程序訪問網(wǎng)絡服務的地方，是用戶和網(wǎng)絡的界面，為用戶使用網(wǎng)絡提供接口或手段。規(guī)定應用進程在通信時所遵循的協(xié)議。2023/1/1419浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系協(xié)議和服務服務是各層向上層提供的一組原語（操作）。上層是服務用戶，下層是服務提供者。協(xié)議是定義同層對等實體之間交換的幀、分組和報文的格式及意義的一組規(guī)則。2023/1/1420浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.4TCP/IP參考模型

TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）即傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際，它源于美國國防部高等計劃研究局的ARPANET網(wǎng)，現(xiàn)在已成為Internet互聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議。Internet在全世界的飛速發(fā)展與TCP/IP協(xié)議的廣泛應用對網(wǎng)絡技術的發(fā)展影響。TCP/IP成功地解決了不同網(wǎng)絡之間難以互聯(lián)的問題，實現(xiàn)了異構網(wǎng)互聯(lián)通信。2023/1/1421浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系TCP/IP特點開放的協(xié)議標準，可以免費使用，并且獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)。獨立于特定的網(wǎng)絡硬件，可以運行在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)中。統(tǒng)一的地址分配方案，每個設備有唯一的地址。標準化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務。在網(wǎng)內(nèi)用來確認各種獨立網(wǎng)絡的不是物理地址，而是IP地址。使用多層體系結構，定義了每個協(xié)議的責任。2023/1/1422浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.4TCP/IP參考模型

TCP/IP的體系結構應用層主機至網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層IP(各種應用層協(xié)議如TELNET,FTP,SMTP等)傳輸層(TCP

或

UDP)2023/1/1423浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.4TCP/IP參考模型

1.主機至網(wǎng)絡層是TCP/IP協(xié)議的最低層，通常包括操作系統(tǒng)中的設備驅動程序和計算機中對應的網(wǎng)絡接口卡。它負責網(wǎng)絡層與硬件設備間的聯(lián)系，定義了Internet與各種物理網(wǎng)絡之間的網(wǎng)絡接口，指出主機必須使用某種協(xié)議與網(wǎng)絡相連。2023/1/1424浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.4TCP/IP參考模型

2.網(wǎng)絡層與OSI網(wǎng)絡層相對應，具有更強的網(wǎng)際通信能力。包含有4個重要協(xié)議，即IP、ICMP、ARP和RARP。網(wǎng)絡層主要解決計算機到計算機間的通信問題，功能包括：（1）負責處理來自傳輸層的分組發(fā)送請求，收到請求后將分組裝入IP數(shù)據(jù)報，填充報頭，選擇路徑，然后將數(shù)據(jù)報發(fā)往適當?shù)木W(wǎng)絡接口。（2）檢查并轉發(fā)數(shù)據(jù)報。（3）處理網(wǎng)絡控制報文協(xié)議，即處理路徑選擇、流量控制及擁塞等問題。2023/1/1425浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系IP：網(wǎng)絡中的主要協(xié)議，同時被TCP和UDP使用。ICMP：ICMP是“InternetControlMessageProtocol”（Internet控制消息協(xié)議）的縮寫。它是TCP/IP協(xié)議族的一個子協(xié)議，用于在IP主機、路由器之間傳遞控制消息?？刂葡⑹侵妇W(wǎng)絡通不通、主機是否可達、路由是否可用等網(wǎng)絡本身的消息。這些控制消息雖然并不傳輸用戶數(shù)據(jù)，但是對于用戶數(shù)據(jù)的傳遞起著重要的作用。

ICMP協(xié)議對于網(wǎng)絡安全具有極其重要的意義。ICMP協(xié)議本身的特點決定了它非常容易被用于攻擊網(wǎng)絡上的路由器和主機。向目標主機長時間、連續(xù)、大量地發(fā)送ICMP數(shù)據(jù)包，也會最終使系統(tǒng)癱瘓2023/1/1426浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系ARP：地址解析協(xié)議（AddressResolutionProtocol，ARP）是在僅知道主機的IP地址時確定其物理地址的一種協(xié)議。因IPv4和以太網(wǎng)的廣泛應用，其主要用作將IP地址翻譯為以太網(wǎng)的MAC地址，2023/1/1427浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系假設:

計算機A的IP為,MAC地址為00-11-22-33-44-01;

計算機B的IP為,MAC地址為00-11-22-33-44-02;

ARP工作原理如下: 在TCP/IP協(xié)議中,A給B發(fā)送IP包,在包頭中需要填寫B(tài)的IP為目標地址,但這個IP包在以太網(wǎng)上傳輸?shù)臅r候,還需要進行一次以太包的封裝,在這個以太包中,目標地址就是B的MAC地址. 計算機A是如何得知B的MAC地址的呢？解決問題的關鍵就在于ARP協(xié)議。 在A不知道B的MAC地址的情況下,A就廣播一個ARP請求包,請求包中填有B的IP(),以太網(wǎng)中的所有計算機都會接收這個請求,而正常的情況下只有B會給出ARP應答包,包中就填充上了B的MAC地址,并回復給A。 A得到ARP應答后,將B的MAC地址放入本機緩存,便于下次使用。2023/1/1428浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系ARP協(xié)議并不只在發(fā)送了ARP請求才接收ARP應答。當計算機接收到ARP應答數(shù)據(jù)包的時候，就會對本地的ARP緩存進行更新，將應答中的IP和MAC地址存儲在ARP緩存中。因此，當局域網(wǎng)中的某臺機器B向A發(fā)送一個自己偽造的ARP應答，而如果這個應答是B冒充C偽造來的，即IP地址為C的IP，而MAC地址是偽造的，則當A接收到B偽造的ARP應答后，就會更新本地的ARP緩存，這樣在A看來C的IP地址沒有變，而它的MAC地址已經(jīng)不是原來那個了。由于局域網(wǎng)的網(wǎng)絡流通不是根據(jù)IP地址進行，而是按照MAC地址進行傳輸。所以，那個偽造出來的MAC地址在A上被改變成一個不存在的MAC地址，這樣就會造成網(wǎng)絡不通，導致A不能Ping通C！這就是一個簡單的ARP欺騙。2023/1/1429浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系

物理地址就是在單個網(wǎng)絡內(nèi)部對一個計算機進行尋址時所用的地址。在局域網(wǎng)中，由于物理地址已固化在網(wǎng)卡的ROM中，因此常常將物理地址稱為硬件地址或MAC地址。在網(wǎng)絡層以上使用的是IP地址，而數(shù)據(jù)鏈路層及以下使用的是硬件地址。

MAC地址是用12個十六進制數(shù)表示的，前六個標識制造商。2023/1/1430浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系2023/1/1431浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系RARP 全稱ReverseAddressResolutionProtocol，中文名為逆向地址解析協(xié)議，它工作在數(shù)據(jù)鏈路層，用于將本地的硬件地址（MAC地址）解析為網(wǎng)絡中的協(xié)議地址（當前大多是IP地址）。2023/1/1432浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.4TCP/IP參考模型

3.傳輸層傳輸層解決的是計算機程序到程序之間的通信問題，即通常說的“端到端”的通信，使源端和目標主機上的對等實體可以進行會話。傳輸層定義了兩個端到端的協(xié)議。傳輸控制協(xié)議（TCP）和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）。2023/1/1433浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系TCP與UDPUDP在傳送數(shù)據(jù)之前不需要先建立連接。對方的運輸層在收到UDP報文后，不需要給出任何確認。雖然UDP不提供可靠交付，但在某些情況下UDP是一種最有效的工作方式。TCP則提供面向連接的服務。TCP不提供廣播或多播服務。由于TCP要提供可靠的、面向連接的運輸服務，因此不可避免地增加了許多的開銷。這不僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的首部增大很多，還要占用許多的處理機資源。2023/1/1434浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.4TCP/IP參考模型

4.應用層應用層提供一組常用的應用程序給用戶。應用層包含所有高層協(xié)議，如：虛擬終端協(xié)議TELNET文件傳輸協(xié)議FTP電子郵件協(xié)議SMTP域名系統(tǒng)服務DNS超文本傳輸協(xié)議HTTP2023/1/1435浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.4.2IP協(xié)議

IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議簇的核心之一，是與傳輸層協(xié)議TCP配套使用的一個重要協(xié)議。IP協(xié)議的基本任務是采用數(shù)據(jù)報方式，通過互聯(lián)網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)，各個數(shù)據(jù)報之間互相獨立。IP不保證傳送的可靠性。在主機資源不足的情況下，它可能丟失某些數(shù)據(jù)報，同時也不檢查可能由于數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)錯誤，而造成的數(shù)據(jù)丟失。2023/1/1436浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系3.4.3IP地址

IP地址的概念： 所謂IP地址就是給每一個連接在Internet上的主機（包括路由器）分配一個在全世界范圍內(nèi)唯一的32bit地址。IP地址是Internet賴以工作的基礎，它可以使主機方便地在Internet上進行尋址。2023/1/1437浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系為什么要使用IP地址？屏蔽各種物理網(wǎng)絡的地址差異每種物理網(wǎng)絡都有各自的技術特點，其物理地址也各不相同統(tǒng)一物理地址的表示方法不現(xiàn)實互聯(lián)網(wǎng)對各種物理網(wǎng)絡地址的“統(tǒng)一”通過IP地址在IP層完成2023/1/1438浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系IP地址的作用指定計算機到互聯(lián)網(wǎng)的一個連接與互聯(lián)網(wǎng)有多個物理連接的計算機具有多個IP地址（路由器、多宿主主機等）多個IP地址可以綁定到一條物理連接上2023/1/1439浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系IP地址及其表示方法IP地址采用分層結構，由網(wǎng)絡號和主機號兩部分組成網(wǎng)絡號netid：標識互聯(lián)網(wǎng)中一個特定網(wǎng)絡。主機號hostid：用來標示這個網(wǎng)絡上的某一臺主機。尋址時先按IP地址中的網(wǎng)絡號把網(wǎng)絡找到，再按主機號把主機找到。所以IP地址是指出了連接到某個網(wǎng)絡上的某個計算機。2023/1/1440浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系IP編址方式攜帶了位置信息1.優(yōu)點給出IP地址就能知道它位于哪個網(wǎng)絡路由簡單2.缺點主機在網(wǎng)絡間移動，IP地址必須跟隨變化2023/1/1441浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系主機在網(wǎng)絡間移動2023/1/1442浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系IP地址的直觀表示法點分十進制標記法將4B的二進制數(shù)值轉換成4個十進制數(shù)值每個十進制數(shù)值小于等于2554個十進制數(shù)值間用“.”隔開2023/1/1443浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系二進制與十進制的轉換進位計數(shù)制有3個因素:數(shù)字、基數(shù)、權數(shù)數(shù)字：是指在某種進位計數(shù)制中使用的計數(shù)符號。 如二進制數(shù)字為：0、1?；鶖?shù)：是指在某種進位制中用到的數(shù)字個數(shù)。如二進制基數(shù)為2。權數(shù)：是指在某種進位制中，基數(shù)的若干次冪，表示數(shù)字在數(shù)據(jù)中的位置。如：1997.7=1×103+9×102+9×101+7×100+7×10-1二進制轉換成十進制數(shù)，是將各位上的數(shù)乘以權數(shù)后相加。例：111.01=1×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2=7.252023/1/1444浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系點分十進制標記法舉例二進制IP地址用點分十進制表示法表示成 42023/1/1445浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系IP地址的分類為了對IP地址進行管理，同時考慮到有的網(wǎng)絡擁有很多主機，而有的網(wǎng)絡的主機則很少，網(wǎng)絡的差異很大。IP地址分為5類，A類到E類。2023/1/1446浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系IP地址的分類2023/1/1447浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系IP地址分類的優(yōu)越性既能適應不同的網(wǎng)絡規(guī)模又具有一定的靈活性常用的A、B、C3類IP地址可以容納的網(wǎng)絡數(shù)和主機數(shù)2023/1/1448浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系網(wǎng)絡地址構成一個有效的網(wǎng)絡號和一個全“0”的主機號舉例IP地址為4的主機所處的網(wǎng)絡為，主機號為442023/1/1449浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系廣播地址1.直接廣播主機向其他網(wǎng)絡的所有節(jié)點廣播信息構成：一個有效的網(wǎng)絡號和一個全“1”的主機號舉例：55發(fā)送直接廣播前需要知道目的網(wǎng)絡的網(wǎng)絡號2.有限廣播(1)將廣播限制在最小的范圍內(nèi)標準的IP編址：廣播將被限制在本網(wǎng)絡之中子網(wǎng)編址：廣播被限制在本子網(wǎng)之中(2)構成：55(3)發(fā)送有限廣播前不需要知道網(wǎng)絡號2023/1/1450浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系回送地址1.回送地址：2.作用網(wǎng)絡軟件測試本地機器進程間通信3.含有網(wǎng)絡號127的數(shù)據(jù)報不可能出現(xiàn)在網(wǎng)絡上2023/1/1451浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系私有地址的分配在組建企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)時應考慮到將來需要與Internet聯(lián)網(wǎng)。所以盡量選用由IANA（因特網(wǎng)地址分配管理局）保留的私有地址，以避免與Internet上的IP地址沖突。這些私有地址的范圍是：

A類地址：到54

B類地址：到54

C類地址：到542023/1/1452浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系編址實例2023/1/1453浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系IP分配需注意的問題1.小型網(wǎng)絡使用C類地址，中型網(wǎng)絡使用B類地址，大型網(wǎng)絡使用A類地址2.主機連接到同一網(wǎng)絡中所有主機的IP地址共享同一netid3.路由器路由器可以連接多個物理網(wǎng)絡每個連接都擁有自己的IP地址每個連接IP地址的netid應與這個網(wǎng)絡的netid相同2023/1/1454浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系IPv6現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)是在IPv4協(xié)議的基礎上運行。IPv6是下一版本的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，它的提出最初是因為隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，IPv4定義的有限地址空間將被耗盡，地址空間的不足必將影響互聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展。為了擴大地址空間，擬通過IPv6重新定義地址空間。IPv4采用32位地址長度，只有大約43億個地址，估計在2005～2010年間將被分配完畢，而IPv6采用128位地址長度，幾乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6實際可分配的地址，整個地球每平方米面積上可分配1000多個地址。在IPv6的設計過程中除了一勞永逸地解決地址短缺問題以外，還考慮了在IPv4中解決不好的其它問題。IPv6的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面：擴大地址空間、提高網(wǎng)絡的整體吞吐量、改善服務質量(QoS)、安全性有更好的保證、支持即插即用和移動性、更好實現(xiàn)多播功能。2023/1/1455浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系子網(wǎng)掩碼問題的提出IP地址能適應于不同的網(wǎng)絡規(guī)模個人電腦普及使小型網(wǎng)絡（特別是小型局域網(wǎng)絡）越來越多浪費IP地址（即使采用C類地址）子網(wǎng)掩碼：克服IP地址浪費2023/1/1456浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系在劃分子網(wǎng)時,TCP/IP使用了子網(wǎng)掩碼,子網(wǎng)掩碼也是一個32位二進制值,其形式與IP地址相同。有兩大功能：一是用來區(qū)分IP地址中的網(wǎng)絡號與主機號；二是將網(wǎng)絡分割為多個子網(wǎng)。子網(wǎng)掩碼由一系列的“1”和“0”組成?！?”對應于網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號字段，而“0”對應于主機號字段。2023/1/1457浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系

若不進行子網(wǎng)劃分，則其子網(wǎng)掩碼即為默認值。子網(wǎng)掩碼的默認值A類IP地址的默認子網(wǎng)掩碼是：B類IP地址的默認子網(wǎng)掩碼是：C類IP地址的默認子網(wǎng)掩碼是：2023/1/1458浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系子網(wǎng)掩碼舉例：有一個C類地址3，其缺省的子網(wǎng)掩碼為，則它的網(wǎng)絡號和主機號可按如下方法得到：（1）將IP地址3轉換為二進制11000000000010011100100000001101；（2）將子網(wǎng)掩碼轉換為二進制11111111111111111111111100000000；（3）將兩個二進制數(shù)進行邏輯與（AND）運算后得出的即為網(wǎng)絡號，即網(wǎng)絡號為；（4）將子網(wǎng)掩碼取反再與IP地址進行邏輯與（AND）運算后得到的即為主機號，結果為3，即主機號為13；2023/1/1459浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系子網(wǎng)掩碼舉例：有一IP地址30，其缺省的子網(wǎng)掩碼為，計算其網(wǎng)絡號和主機號。網(wǎng)絡號：主機號:9.100.1302023/1/1460浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系通過使用子網(wǎng)地址可以在主機地址空間內(nèi)劃分出一部分地址位作為子網(wǎng)的網(wǎng)絡地址，這類子網(wǎng)掩碼也稱為可變長子網(wǎng)掩碼。擴展子網(wǎng)掩碼2023/1/1461浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系子網(wǎng)掩碼方法1.IP地址具有層次結構：網(wǎng)絡號和主機號2.子網(wǎng)掩碼方法將IP地址的主機號部分進一步劃分成子網(wǎng)部分和主機部分從標準IP地址的主機號部分“借”位并把它們指定為子網(wǎng)號部分在“借”用時必須給主機號部分剩余2位在“借”用時至少要借用2位擴展子網(wǎng)掩碼2023/1/1462浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系子網(wǎng)表示法1.子網(wǎng)通過“子網(wǎng)掩碼”表示子網(wǎng)掩碼采用了32位二進制數(shù)值與IP地址的網(wǎng)絡號和子網(wǎng)號相對應的位用“1”表示與IP地址的主機號相對應的位用“0”表示2023/1/1463浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系如何判斷IP地址的網(wǎng)絡號、子網(wǎng)號和主機號？例：求網(wǎng)絡地址、子網(wǎng)地址和主機地址 IP地址：30子網(wǎng)掩碼：921100000010101000000000101000001011111111111111111111111111000000網(wǎng)絡地址：子網(wǎng)地址：2主機地址：2根據(jù)子網(wǎng)掩碼確定網(wǎng)絡地址和子網(wǎng)地址總位數(shù)，再根據(jù)網(wǎng)絡類型確定網(wǎng)絡地址和子網(wǎng)地址。2023/1/1464浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系例二：確認其網(wǎng)絡地址、子網(wǎng)地址和主機號。網(wǎng)絡地址：子網(wǎng)地址：2023/1/1465浙江郵電職業(yè)技術學院計算機系討論根據(jù)RFC文檔的描述，子網(wǎng)地址不能全為0或全為1，所以子網(wǎng)劃分